Блоки живлення на 12 і 24 вольти, 72 вати: компактні, потужні, недорогі

Деякий час тому AliExpress почав підкидати мені сторінки з одним і тим самим блоком живлення, але від різних продавців. А оскільки в мене якраз була задача для таких блоків живлення, я спочатку купив кілька штук на пробу, потім ще і ще — і зрештою ці блоки живлення почали використовуватися в серійних пристроях.


Нагадую: щоб постійно бути в курсі нових тем у блозі, рекомендую підписатися на мій інстаграм, де я публікуватиму сповіщення про всі нові теми й, можливо, писатиму просто про щось цікаве — посилання на акаунт

Також підписатися на оновлення та нові статті можна в телеграм-каналі — https://t.me/KirichBlog


Загалом огляд цих блоків живлення я хотів зробити давно, але останнім часом у мене постійно багато роботи, тож усе якось відкладав. Матеріал уже підготував, а часу написати так і не знаходилося. Сьогодні виправляю цю ситуацію.

Ці блоки живлення трапляються в різних магазинах: десь продаються не лише поштучно, а й по 3-5-10 шт. (найвигідніший варіант покупки), десь — лише на 12, а десь — лише на 24 вольти, а десь продаються поштучно, але з можливістю вибрати напругу: 12 або 24.
Особливо зручно купувати їх за купонами на 20 або 30 доларів. До речі, з’явилася й версія на 100 Вт цього блока — посилання

Усі їх об’єднує пакування: усе, що я отримував, було запаковане в коробочки — чи то поштучно, чи по 3, чи по 5 шт. — і завжди прокладене пухирчастою плівкою, тож пошкодити вміст дуже складно.



На ці блоки живлення навіть є даташит, щоправда, уривками й лише для версії на 12 вольт, але це вже означає, що блоки явно на рівень вищі за ноунейм.


Для демонстрації та тестів я відібрав три штуки: два на 12 і один на 24 вольти. Зазвичай я купую блоки на 12 вольт, причому для перероблення, але пару штук узяв на 24 вольти. За такої потужності вони чудово підійдуть або для блока живлення паяльної станції, або для якогось зарядного пристрою.



До речі, розміри повністю відповідають розмірам плати блока живлення на 12 вольт 2 ампери (реально, найімовірніше, 1,5 А), аж до відстані між кріпильними отворами, тому їх можна встановити замість старих без жодних переробок пристрою. Власне, ці блоки на 12 вольт 2 ампери я також активно використовую і маю сказати, що виходять з ладу вони дуже рідко: за пару років я зіткнувся лише з одним таким випадком.


Розміри в «цифровому» вигляді є на зображенні з опису



Виконання дуже акуратне, а компонування досить щільне. До чогось можна було б причепитися, але, чесно кажучи, коли тримаєш його в руках, складається враження цілком якісної речі.


Також на сторінці магазину є зображення з позначеннями встановлених на платі компонентів. Щоправда, вони пропустили вихідний діод, а це теж одна з «фішок» цієї моделі блоків живлення — поясню пізніше.


Розгляньмо елементну базу.
1. На вході є запобіжник, термістор, варистор, дросель, діодний міст пристойного розміру, чотири конденсатори по 27 мкФ. Вище я писав, що для демонстрації взяв два блоки на 12 вольт. Так от, ключова відмінність між ними — конденсатори: в обох вони на 27 мкФ, але в одного на 400 (чорні), а в другого — на 450 (коричневі) вольт.
2. Варистор на 560 вольт амплітудного значення, тож, найімовірніше, це захист від імпульсних перенапруг.
3. Y-конденсатор, причому під ним є проріз.
4. На виході також є дросель, діод і пара полімерних конденсаторів: у версії на 24 вольти — 470 мкФ 35 вольт, у версії на 12 вольт — 1000 мкФ 16 вольт.
5. А ось і та «фішка», якої не видно на зображенні вище: на виході встановлено не просто діод, а синхронний випрямляч. У версії на 24 вольти я його не випаював, а у версії на 12 вольт стоїть варіант на 10 мОм зі струмом 6 ампер (заявлений вихідний струм БЖ). Ці випрямлячі бувають для блоків живлення на 5, 12, 20 і 24 вольти та відрізняються опором вбудованого транзистора. У цій версії встановлено варіант на 6 ампер, є точно такий самий на 5 або 5,5 А. Відмінність лише в тому, що в менш потужного корпус повністю ізольований. Власне, потужніший, здається, є лише на 6,5 А, але в будь-якому разі тут усе чудово.
6. Також варто зазначити, що в мене є щонайменше дві ревізії цих блоків — 3 і 4. Відмінності між ними суто косметичні.



По суті, помічена мною відмінність між ревізіями полягає в тому, що в одній передбачено місце для дроселя між високовольтними конденсаторами, але встановлено перемичку, а в іншій місця для дроселя немає.

Також помітив, що плати від різних продавців відрізняються ще й наявністю захисного лакового покриття: десь воно є, а десь немає. Найчастіше покриття є, і це ще один плюс. До переваг також можна зарахувати наявність керамічних конденсаторів на виході.


Для демонстрації взяв плату без лаку — так усе-таки краще видно. І тут видно цілком якісне складання, а також мікросхему ШІМ-контролера DK065G. Це ШІМ-контролер із вбудованим високовольтним транзистором і зовнішнім струмовим шунтом, позиціонується для блоків потужністю до 65 ватів. Є точно такі самі, але на меншу потужність, і він справді заявлений як мікросхема на основі нітриду галію.

Таке рішення мені дуже подобається, бо тут дуже складно щось наплутати: у мікросхемі вже є повний комплекс захистів, а також усе необхідне для керування її ж високовольтним транзистором.



Вимірювання ємності вхідних і вихідних конденсаторів.
1, 2. 12 вольтів із коричневими конденсаторами
3, 4. 12 вольтів із чорними конденсаторами
5, 6. 24 вольти з коричневими конденсаторами.

Видно, що в БЖ із чорними конденсаторами їхня ємність трохи більша, зате в вихідних чомусь менша, хоча самі вихідні конденсатори мають ідентичне маркування.




Далі — тести. Оскільки блоки мають відносно невелику потужність, я використовував навантаження ZKEtech EBC-A10H.
І тут з’ясувалося, що не все так гарно, як здавалося спочатку. Річ у тім, що в блоків на 12 вольтів я піднімав струм навантаження до 8.5–9 А, а захист не спрацьовував; у версії на 24 вольти піднімав уже до 5 А, і захист також не спрацьовував. Тобто за заявлених 72 ватів я знімав до 120 без спрацювання захисту, тому на цьому зупинив тести й вирішив розібратися з цим пізніше.




Результати вимірювання ККД. У даташиті писали, що ККД перевищує 88% за повного навантаження, і це справді так, а у версії на 24 вольти він ще вищий — майже 92.5%. Просто чудово для відносно недорогого блока живлення.

Для БЖ на 12 вольтів шкала внизу має крок 0.5 А, для 24 вольтів — відповідно 0.25 А. Перевіряв до струму 8 і 4 А відповідно.



Пульсації та тести. Спочатку — версія на 12 вольтів.
Без навантаження та за струмів 2, 4 і 6 А. На максимумі маємо до 120 мВ. Не сказав би, що це погано, але якось очікував, що буде менше.



На НЧ бачимо характерну ознаку наявності «зеленого режиму»: пульсації з частотою 100 Гц починають трохи проявлятися за максимального струму, тож тут загалом усе цілком нормально.



Тест на прогрівання складався з багатьох етапів: 1.5, 3, 4.5, 5.5 і 6 А. Загальна тривалість тесту — близько 2 годин.
Залежність напруги від навантаження є і досить значна — майже 0.2 вольта. Припускаю, що це через вихідний дросель, намотаний досить тонким дротом. Залежність напруги від температури майже відсутня — близько 20 мВ.



Температура за струмів навантаження 4.5, 5.5 і 6 А.
За 4.5 А зауважень немає: трансформатор — 73 градуси, вихідний діод — 104, ШІМ — 85 градусів.
За 5.5 А вже важче: трансформатор — 86, діод — близько 130, ШІМ — 99 градусів.
За 6 А вже є ознаки перегрівання: трансформатор — 95, тут усе чудово; діод — понад 135 (тепловізор зашкалює), ШІМ — 107 градусів, забагато.

Отже, можу сказати, що реальний тривалий вихідний струм без перегрівання — близько 4.5 А. Але якщо додати хоча б невеликий обдув, БЖ потягне не лише 6 А, а, найімовірніше, і більше. Також ситуацію можна поліпшити, збільшивши розмір радіатора вихідного діода.


Тепер блок на 24 вольти.
І тут, як не дивно, пульсації менші, хоча зазвичай усе навпаки.
Вимірював без навантаження та за струмів 1, 2 і 3 ампери.
Навіть за максимального струму повний розмах становить близько 80 мВ, що в півтора раза менше, ніж у версії на 12 вольтів. А якщо рахувати у відсотках, різниця виходить ще більшою.



На НЧ картина схожа на версію на 12 вольтів, але загальний розмах, звісно, менший. Причина — просто менші пульсації на ВЧ.



Тест на прогрівання тут пройшов цікавіше. Спочатку я навантажував блок струмом 1, 2 і 3 ампери, але він працював чудово, тож я прогнав його ще за 3.5, а потім і за 4 амперів.
Тобто Фактично я завершив тест за вихідної потужності трохи менш як 100 ват.

Залежність вихідної напруги від навантаження трохи менша — близько 140 мВ, абсолютна залежність від температури більша, ніж у версії на 12 вольт, — близько 50 мВ, але відносна приблизно така сама.



Температури за струмів 3, 3.5 і 4 ампери.
3 ампери: трансформатор — 70 градусів, діод — 80, ШІМ — 81 градус, усе чудово.
3.5 ампера: трансформатор — 79, діод — 90 і ШІМ — 90 градусів, також усе чудово.
4 ампери: трансформатор — 91, діод — 107, ШІМ — 103 градуси.

Насправді цей блок живлення без особливих проблем тривалий час працює за струму 4 А, хоча заявлено 3 ампери. Тут позначається вищий ККД цієї моделі. На мій погляд, просто супер.



Основні тести завершив, але мене не давала спокою ситуація зі струмом спрацьовування захисту: я ж так і не довів блоки до порога її спрацьовування.
Цікаво, що я вже робив огляд блока живлення на тому самому чипі. Там, щоправда, сумарний опір шунтів становив 0.25 Ома, але й струм захисту був близько 5.5 А. Тут 0.18 Ома, але навіть за 8.5 А блок продовжував працювати.
Тобто, якщо перерахувати номінал шунта, захист мав би спрацювати за струму 0.25/0.18=1.39. 5.5 А х 1.39=7.65 А, а це явно менше, ніж 8.5 А.

Я навіть подумав, що під час трасування щось наплутали й шунт просто не працює, але ні — перевірив, усе правильно.



Замінив шунт на 0.22 Ома — результат мене не влаштував. Далі хотів поставити 0.25, але такого не знайшлося, тож увімкнув паралельно два резистори по 0.5 Ома.



І ось із шунтом 0.25 Ома я отримав струм спрацьовування захисту близько 7.3-7.4 А. Чесно кажучи, дуже дивно: два блоки на одному чипі, з однаковим номіналом шунта, але в одного струм спрацьовування захисту 5.5 А, а в другого — 7.3 А. Єдине, що, як на мене, може на це впливати, — це дані обмоток трансформатора, але це лише припущення.

У будь-якому разі можу сказати дві речі:
1. Захист є і працює, але насправді струм спрацьовування у версії на 12 вольт — близько 10 А. Версію на 24 вольти не перевіряв, але думаю, струм зміниться пропорційно.
2. Шунт краще замінити на 0.25 Ома — тоді захист працюватиме коректніше.



Висновки.
Особисто я вважаю, що маємо гідного претендента на звання «народного» блока живлення. Якісне складання, хороша елементна база, хороша схемотехніка, вхідний фільтр, варистор, ШІМ на основі GaN, пристойна ємність конденсаторів, відносно великий трансформатор, полімерні конденсатори на виході, синхронний випрямляч, навіть плата покрита лаком — смакота, а не блок живлення, і все це за відносно низькою ціною.
Цей блок живлення коштує близько 7 доларів, а на розпродажах із купоном реально купити кілька штук приблизно по 5-5.5 долара.

Враження псують дві речі, хоча, можливо, навіть три:
1. Досить сильне нагрівання у версії на 12 вольт: тривалий час без обдування вона не видасть 6 ампер.
2. Пульсації у версії на 12 вольт теж дещо більші, хоча, якщо врахувати, що їхній розмах становить лише 1%, це цілком нормально і навіть непогано. Радше дивно, що у версії на 24 вольти вони помітно менші.
3. Резистор шунта: тут його номінал явно занижений, штатний має номінал 180 мОм, рекомендую встановити 250 мОм. І так, на платі стоїть резистор на 2 вати, тож або пара резисторів по 500 мОм і 1 ват «у два поверхи», або один на 2 вати й 250 мОм (якщо знайдете).

Ну а на сьогодні в мене поки все. Блоки мені сподобалися, від версії на 24 вольти я взагалі в захваті, та й 12-вольтова не набагато гірша. Загалом рекомендую.
І, як завжди, буду радий вашим коментарям і відгукам, якщо вирішите купити собі такі.